JP2004158823A - 接着層を有する発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強い構造を有する発光ダイオードを開発する。
【解決手段】本発明の発光ダイオードを形成する方法は、第１のスタックを形成する段階と、第１のスタック上に第２の反応層を形成する段階と、第２のスタックを形成する段階と、第２のスタック上に第１の反応層を形成する段階と、透明接着層によって第１の反応層と第２の反応層を共に保持する段階を含む。透明接着層は、第１の反応層と第２の反応層との間に形成され、それにより、第１のスタックの第２の反応層は、第２のスタックの第１の反応層から外れない。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードに関り、より具体的には、発光ダイオードの構造を強化する接着層を有する発光ダイオードに係る。
【０００２】
【従来の技術】
発光ダイオードは、光学ディスプレイ、レーザダイオード、信号機、データ記憶装置、通信装置、照明機器、及び、医療機器に広く使用されている。従って、発光ダイオードの性能を高めることは、ＬＥＤの分野において重要な課題である。
【０００３】
関連技術は、発光スタックと透明基板に透明の絶縁接着層を接着することにより形成される発光ダイオードとその製造方法を教示する。付着力は、バン・デル・ワール（Ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ）力により達成される。しかし、このバン・デル・ワール力は、発光スタックと透明基板を定位置に保持するには弱すぎる。従って、発光スタックが、透明基板から容易に外れてしまう場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、上述した問題を解決する強い構造を有する発光ダイオードを開発することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、発光ダイオードを形成する方法は、第１のスタックを形成する段階と、第２のスタックを形成する段階と、第１のスタック上に第２の反応層を形成する段階と、第２のスタック上に第１の反応層を形成する段階と、透明接着層によって第１の反応層と第２の反応層を共に保持する段階を含む。
【０００６】
更に、本発明によると、発光ダイオードは、第１のスタックと、第１のスタック上に形成される第２の反応層と、第２のスタックと、第２のスタック上に形成される第１の反応層と、第１の反応層と第２の反応層との間に形成される透明接着層と、第１のスタック上に形成される第１の電極及び第２の電極を含む。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の上述の目的及び他の目的は、図面に示す好適な実施例の詳細な説明を読んだ後、当業者により明らかとなろう。
【０００８】
図１を参照する。図１は、本発明の発光ダイオード１を示す斜視図である。発光ダイオード１は、第２の基板１０と、第２の基板１０上に形成される第１の反応層１１と、第１の反応層１１上に形成される透明接着層１２と、透明接着層１２上に形成される第２の反応層２２と、第２の反応層２２上に形成される透明導電層２１を含む。透明導電層２１は、第１の表面領域及び第２の表面領域を有する。発光ダイオード１は更に、透明導電層２１の第１の表面領域上に形成される第１のコンタクト層１３と、第１のコンタクト層１３上に形成される第１のクラッド層１４と、第１のクラッド層１４上に形成される発光層１５と、発光層１５上に形成される第２のクラッド層１６と、第２のクラッド層１６上に形成される第２のコンタクト層１７と、第２のコンタクト層１７上に形成される第１の電極１９と、透明導電層２１の第２の表面領域上に形成される第２の電極２０を含む。
【０００９】
図２を参照する。図２は、本発明による第１のスタック２及び第２の反応層２２を示す斜視図である。第１のスタック２と第２の反応層２２は、以下の順序で形成される。即ち、第１の基板１８を形成し、第１の基板１８上に第２のコンタクト層１７を形成し、第２のコンタクト層１７上に第２のクラッド層１６を形成し、第２のクラッド層１６上に発光層１５を形成し、発光層１５上に第１のクラッド層１４を形成し、第１のクラッド層１４上に第１のコンタクト層１３を形成し、第１のコンタクト層１３上に透明導電層２１を形成し、透明導電層２１上に第２の反応層２２を形成する。
【００１０】
図３乃至図５を参照する。図３は、本発明による第２のスタック３及び第１の反応層１１を示す斜視図である。図４は、本発明の第３のスタック４を示す斜視図である。図５は、本発明の第４のスタック５を示す斜視図である。第２のスタック３と第１の反応層１１は、第２の基板１０を形成し、第２の基板１０上に第１の反応層１１を形成することにより形成される。第３のスタック４は、第１のスタック２の第２の反応層２２と透明接着層１２との間に水素結合又はイオン結合を生成し、且つ、第２のスタック３の第１の反応層１１と透明接着層１２との間に水素結合又はイオン結合を生成するよう化学反応を行うことにより形成される。化学反応は、温度が高くされて、又は、追加的に圧力を増加して行われる。第４のスタック５は、第１の基板１８を取り除くことによって形成される。第４のスタック５が形成されると、第４のスタック５は、透明導電層２１の第２の表面領域までエッチングされる。次に、第１の電極１９が第２のコンタクト層１７上に形成され、第２の電極２０が透明導電層２１の第２の表面領域上に形成され、発光ダイオード１が形成される。
【００１１】
第１の基板１８は、ＧａＰ、ＧａＡｓ、Ｇｅ、及び類似する材料からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む。第２の基板１０は、ＳｉＣ、Ａｌ２０３、ガラス材、クォーツ、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、及び類似する材料からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む。透明接着層１２は、ＰＩ、ＢＣＢ、ＰＦＣＢ、及び類似する材料からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む。第１の反応層１１及び第２の反応層２２は、それぞれ、ＳｉＮｘ、Ｔｉ、Ｃｒ、及び類似する材料からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む。第１のコンタクト層１３及び第２のコンタクト層１７は、それぞれ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、及び類似する材料からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む。第１のクラッド層１４、発光層１５、及び、第２のクラッド層１６は、それぞれ、ＡｌＧａＩｎＰ又は類似する材料を含む。透明導電層２１は、酸化スズインジウム、酸化スズカドミウム（ｃａｄｍｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、酸化スズアンチモン（ａｎｔｉｍｏｎｙ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛、酸化スズ亜鉛、ＢｅＡｕ、ＧｅＡｕ、Ｎｉ／Ａｕ、及び類似する材料からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む。
【００１２】
関連技術と比較すると、化学反応は、第２の反応層２２と透明接着層１２との間と、第１の反応層１１と透明接着層１２との間に水素結合又はイオン結合を生成するよう行われる。水素結合又はイオン結合は、第２の反応層２２を第１の反応層１１の上方にかたく保持することができる。従って、第２の反応層１１は、第１の反応層１１から外れることがない。発光ダイオード１は強い構造を有する。
【００１３】
当業者は、本発明の教示内容を維持しながら発光ダイオードに多くの修正及び交替を容易に観察し得るであろう。従って、上述の開示は、特許請求の範囲にのみ制限されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光ダイオードを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１のスタックを示す斜視図である。
【図３】本発明の第２のスタックを示す斜視図である。
【図４】本発明の第３のスタックを示す斜視図である。
【図５】本発明の第４のスタックを示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 発光ダイオード
２ 第１のスタック
３ 第２のスタック
４ 第３のスタック
５ 第４のスタック
１０ 第１の基板
１１ 第１の反応層
１２ 透明接着層
１３ 第１のコンタクト層
１４ 第１のクラッド層
１５ 発光層
１６ 第２のクラッド層
１７ 第２のコンタクト層
１８ 第１の基板
１９ 第１の電極
２０ 第２の電極
２１ 透明導電層
２２ 第２の反応層

Claims (22)

1. 発光ダイオードを形成する方法であって、
   第１のスタックを形成する段階と、
   上記第１のスタック上に第２の反応層を形成する段階と、
   第２のスタックを形成する段階と、
   上記第２のスタック上に第１の反応層を形成する段階と、
   透明接着層によって上記第１の反応層と上記第２の反応層を共に保持する段階と、を含む方法。
2. 上記第１のスタックを形成する段階は更に、
   第１の基板を設ける段階と、
   上記第１の基板上に第２のコンタクト層を形成する段階と、
   上記第２のコンタクト層上に第２のクラッド層を形成する段階と、
   上記第２のクラッド層上に発光層を形成する段階と、
   上記発光層上に第１のクラッド層を形成する段階と、
   上記第１のクラッド層上に第１のコンタクト層を形成する段階と、
   上記第１のコンタクト層上に透明導電層を形成する段階と、を含む請求項１記載の方法。
3. 上記第１の基板を取り除く段階と、
   上記第２のコンタクト層、上記第２のクラッド層、上記発光層、上記第１のクラッド層、及び、上記第１のコンタクト層をエッチングする段階と、
   上記第２のコンタクト層上に第１の電極を形成し、且つ、上記透明導電層上に第２の電極を形成する段階と、を更に含む請求項２記載の方法。
4. 上記第１の基板は、ＧａＰ、ＧａＡｓ、及び、Ｇｅからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む請求項２記載の方法。
5. 上記第１のコンタクト層及び上記第２のコンタクト層は、それぞれ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、及び、ＡｌＧａＡｓからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む請求項２記載の方法。
6. 上記第１のクラッド層、上記発光層、及び、上記第２のクラッド層は、それぞれ、ＡｌＧａＩｎＰを含む請求項２記載の方法。
7. 上記透明導電層は、酸化スズインジウム、酸化スズカドミウム、酸化スズアンチモン、酸化亜鉛、酸化スズ亜鉛、ＢｅＡｕ、ＧｅＡｕ、及びＮｉ／Ａｕからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む請求項２記載の方法。
8. 上記第１の反応層及び上記第２の反応層は、それぞれ、ＳｉＮｘ、Ｔｉ、及び、Ｃｒからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む請求項１記載の方法。
9. 上記透明接着層は、ＰＩ、ＢＣＢ、及び、ＰＦＣＢからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む請求項１記載の方法。
10. 上記第２のスタックを形成する段階は、第２の基板を形成する段階を含む請求項１記載の方法。
11. 上記第２の基板は、ＳｉＣ、Ａｌ２０３、ガラス材、クォーツ、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、及び、ＡｌＧａＡｓからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む請求項１０記載の方法。
12. 上記第１の反応層及び上記第２の反応層は、化学結合によって、上記透明接着層により共に保持される請求項１記載の方法。
13. 上記化学結合は、水素結合、又は、イオン結合である請求項１２記載の方法。
14. 第１のスタックと、
    上記第１のスタック上に形成される第２の反応層と、
    第２のスタックと、
    上記第２のスタック上に形成される第１の反応層と、
    上記第１の反応層と上記第２の反応層との間に形成される透明接着層と、
    上記第１のスタック上に形成される第１の電極及び第２の電極と、を含む発光ダイオード。
15. 上記第１のスタックは、
    上記第２の反応層上に形成され、第１の表面領域及び第２の表面領域を有する透明導電層と、
    上記透明導電層の上記第１の表面領域上に形成される第１のコンタクト層と、
    上記第１のコンタクト層上に形成される第１のクラッド層と、
    上記第１のクラッド層上に形成される発光層と、
    上記発光層上に形成される第２のクラッド層と、
    上記第２のクラッド層上に形成される第２のコンタクト層と、を含み、
    上記第１の電極は、上記第２のコンタクト層上に形成され、上記第２の電極は、上記透明導電層の上記第２の表面領域上に形成される請求項１４記載の発光ダイオード。
16. 上記第１のコンタクト層及び上記第２のコンタクト層は、それぞれ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、及び、ＡｌＧａＡｓからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む請求項１５記載の発光ダイオード。
17. 上記第１のクラッド層、上記発光層、及び、上記第２のクラッドソは、それぞれ、ＡｌＧａＩｎＰを含む請求項１５記載の発光ダイオード。
18. 上記透明導電層は、酸化スズインジウム、酸化スズカドミウム、酸化スズアンチモン、酸化亜鉛、酸化スズ亜鉛、ＢｅＡｕ、ＧｅＡｕ、及びＮｉ／Ａｕからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む請求項１５記載の発光ダイオード。
19. 上記第１の反応層及び上記第２の反応層は、それぞれ、ＳｉＮｘ、Ｔｉ、及び、Ｃｒからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む請求項１４記載の発光ダイオード。
20. 上記透明接着層は、ＰＩ、ＢＣＢ、及び、ＰＦＣＢからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む請求項１４記載の発光ダイオード。
21. 上記第２のスタックは、第２の基板を含み、
    上記第１の反応層は、上記第２の基板上に形成される請求項１４記載の発光ダイオード。
22. 上記第２の基板は、ＳｉＣ、Ａｌ２０３、ガラス材、クォーツ、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、及び、ＡｌＧａＡｓからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む請求項２１記載の発光ダイオード。

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